содержание   ..   90  91  92  93  94  95  96  97  98  99   100  .. 

Маслоохладитель тепловозов ТГМ3А, ТГМ3Б

 Предназначен для охлаждения масла гидропередачи водой дизеля. Он представляет собой теплообменник трубчатого типа, где вода дизеля и масло гидропередачи постоянно омывают разделяющие их стенки трубок, через которые тепло от масла передается к воде.

Применение маслоохладителя на тепловозах типа ТГМЗ обусловлено рядом преимуществ по сравнению с охлаждением масла в масловоздушных секциях. Прежде всего это низкая эффективность существующих масловоздушных секций. В то же время отводить тепло от масла гидропередачи водой, которая охлаждается в водяных секциях, имеющих коэффициент теплопередачи примерно в 3 раза больший, чем масляные, гораздо выгоднее, так как одна водяная секция заменяет несколько масляных. В связи с тем что коэффициент теплопередачи водомасляного теплообменника высок и достигает 600—1000 ккал1м2-ч-°С, то последний имеет небольшие габариты и не затрудняет компоновку охлаждающего устройства.

Также большим недостатком масловоздушных секций является их невысокая эксплуатационная надежность, и при эксплуатации тепловозов с воздушным охлаждением масла в зимнее время приходится опасаться замерзания масла в секциях и выхода их из строя. Применение водомасляного теплообменника устраняет этот недостаток, так как охлаждение масла водой обеспечивает устойчивость температуры масла независимо от температуры наружного воздуха и, следовательно, повышает эксплуатационную надежность тепловоза.

Кроме того, на маневровом тепловозе время максимальной теплоотдачи от двигателя и гидропередачи не совпадает. Если дизель выделяет наибольшее количество тепла при работе на режиме номинальной мощности, что соответствует скорости движения тепловоза свыше 8 км/ч, то теплоотдача от гидропередачи при этом сравнительно невелика. Наоборот, при трогании тепловоза и движении на скоростях до 5 км/ч тепловыделение в масло гидропередачи возрастает почти в 2 раза, но мощность дизеля в этих случаях примерно в 1,5 раза ниже максимальной и соответственно уменьшается теплоотдача от дизеля.

Одновременно необходимо отметить, что у маневровых тепловозов нагрузочный режим дизеля многократно и резко изменяется, поэтому управление работой охлаждающего устройства при охлаждении воды дизеля и масла передачи в воздушных секциях нерационально и затруднительно. В случае применения водомасляного теплообменника количество тепла, отводимое в холодильнике водой дизеля, представляет суммарную величину теплоотдачи от гидропередачи и дизеля, т. е. абсолютная величина общего тепловыделения стабилизируется во всем диапазоне работы тепловоза, а это значительно упрощает управление работой охлаждающего устройства. При такой схеме охлаждения не требуется отдельных устройств для регулирования температуры масла, так как она определяется только температурой охлаждающей воды. Упрощение системы управления работой охлаждающего устройства повышает надежность тепловоза и облегчает условия труда локомотивной бригады. Исходя из очевидных преимуществ водомасляного охлаждения, Людиновским заводом и было принято решение о применении на тепловозах ТГМЗ маслоохладителя для охлаждения масла гидропередачи. Маслоохладитель (рис. 104) состоит из корпуса 3, передней 2 и задней 6 крышек и охлаждающего элемента. Последний собирается из 400 стальных трубок 14 диаметром 10/7,2 мм, закрепляемых

в трубных досках 1 и 5. В целях получения максимальной компактности поверхности теплообмена разбивка трубок в трубных досках выполнена по «треугольнику» с минимально возможным по условиям изготовления шагом 13 мм.

Рис. 104. Маслоохладитель:

Основным требованием, предъявляемым к маслоохладителю, является обеспечение герметичности поверхностей теплообмена, потому что недопустимо попадание как воды в масло, так и наоборот. При попадании в масло даже ничтожного количества (0,1% по весу) воды резко усиливается пенообразование, которое ведет к снижению передаваемой мощности, нарушает плавность движения приводимых узлов, что может способствовать появлению вредных колебаний в силовой установке, вызывает коррозию деталей гидропередачи, понижает производительность ее насосных колес и сокращает срок их службы вследствие гидравлических ударов. Вода является активным катализатором процесса окисления масла, при котором происходит выпадение из масла отложений в виде смол; понижается вязкость масла и теряются его смазывающие качества; кроме того, на рабочих поверхностях подвижных элементов образуется тонкий твердый налет, который при перемещениях деталей разрушающе действует на резиновые уплотнения. Поэтому при пенообразовании качество масла как рабочей жидкости значительно ухудшается.

При замасливании водяной полости дизеля вследствие наличия масляной пленки, плохо проводящей тепло, резко снижается теплоотдача в охлаждающую воду, в связи с чем охлаждение дизеля будет недостаточным, и он может чрезмерно перегреваться. Замасливание водяных полостей водовоздушных секций и маслоохладителя приведет к снижению эффективности, т. е. перегреву воды и масла и увеличению времени работы привода вентилятора, что снизит ресурс ремней привода двухмашинного агрегата и несколько увеличит расход топлива.

Во избежание указанных дефектов концы трубок 14 развальцовывают, отбортовывают и заливают в трубных досках 1 и 5 на глубину 5 мм припоем ПОС-ЗО. Качество заделки трубок проверяется гидроопрессовкой давлением 8 кГ!см2 в течение 10 мин.

Важнейшим показателем маслоохладителя является его эффективность, которая оценивается коэффициентом теплопередачи или количеством тепла, передаваемого от масла к воде через 1 м2 поверхности за час при разности температур между жидкостями в один градус. Коэффициент теплопередачи в большей степени зависит от скорости движения жидкостей, а также от их вязкости. В целях интенсификации теплоотдачи от масла оно омывает наружную поверхность трубок, в 1,4 раза большую, чем внутренняя поверхность, омываемая водой. Следовательно, в этом случае в 1,4 раза увеличивается отвод тепла от масла. Для резкого увеличения коэффициента теплоотдачи от масла организовано поперечное обтекание маслом трубок маслоохладителя и увеличена скорость движения масла в нем. Для этого в охлаждающем элементе установлено 20 перегородок 4. От осевого смещения перегородки 4 удерживаются распорными трубками — по три с каждой стороны.

Увеличение скорости движения масла и воды является основным путем увеличения коэффициента теплопередачи, кроме того, при большей скорости движения жидкостей уменьшаются отложения и загрязнение поверхностей трубок, что позволяет в эксплуатации реже производить промывки маслоохладителя. Перетечки масла в зазоры между корпусом и перегородками уменьшают скорость его движения между трубками, снижая, следовательно, и коэффициент теплопередачи маслоохладителя. Для сведения утечек к минимуму упомянутые зазоры уменьшены до 0,4—0,7 мм. Кроме того, вдоль охлаждающего элемента установлено 12 планок, препятствующих винтовому движению масла в зазорах.

В связи с разницей температур воды и масла в маслоохладителе могут возникать температурные напряжения. Для их компенсации передняя трубная доска 1 делается подвижной, способной перемещаться в сальниковом уплотнении относительно корпуса, предупреждая разрыв соединений от температурных удлинений труб.

Сальниковое уплотнение состоит из двух резиновых колец 10 и промежуточного стального кольца 11 с 12-ю радиальными отверстиями диаметром 3 мм. В случае пропуска резиновыми кольцами со стороны полости воды или масла капли жидкости будут стекать наружу через отверстия в промежуточном кольце. Другой трубной доской охлаждающий элемент наглухо крепится к корпусу. Корпус изготовляется из чугуна.

Для подвода и отвода масла в корпусе предусмотрено два отверстия. Для удобства слива имеется шариковый клапан (см. сеч. А—А). Во фланцах корпуса выполнены резьбовые отверстия, куда вставляются шпильки крепления стальных сварных крышек 2 и 6. Два патрубка на задней крышке 6 предназначены для подвода и отвода охлаждающей воды. Вода подводится к нижнему патрубку, проходит внутри 200 трубок, поворачивает в крышке 2 на 180°, проходит другие 200 трубок и выходит из верхнего патрубка. Петлеобразное движение воды обеспечивается постановкой перегородки 12 и прокладки 13; принято оно с целью увеличения скорости движения воды в маслоохладителе, а также для упрощения водяного трубопровода охлаждающего устройства и улучшения компоновки. В передней крышке 2 зверху расположен патрубок для отвода пара и воздуха, а внизу — пробка для слива воды из маслоохладителя. Две ручки на крышке предназначены для зачаливания маслоохладителя при демонтаже.

После сборки маслоохладитель испытывают на плотность гидроопрессовкой; полость воды давлением 4 кГ!см% и полость масла давлением 8 кПсм2. В эксплуатации необходимо следить за тем, чтобы не было пропусков воды или масла через сальники 10, что сигнализирует о нарушении герметичности системы. Для устранения течи нужно равномерно подтянуть гайки шпилек, стягивающих фланцы крышки 2 и корпуса.

В период эксплуатации будет происходить загрязнение трубок, что создает большое термическое сопротивление теплопередаче. Так, слой накипи толщиной 1 мм эквивалентен по термическому сопротивлению увеличению толщины стенки от 1,4 до 40 мм, а 1 мм смол — свыше 100 мм. Таким образом, загрязнение трубок резко снижает коэффициент теплоотдачи, увеличивает (Сопротивление движению масла и может привести к перегреву масла и остановке тепловоза. Чтобы не допустить этого, на каждом большом периодическом ремонте, а пр.и необходимости и раньше, нужно производить очистку и промывку маслоохладителя.

Каркас охлаждающего устройства (рис. 105) представляет собой сварную конструкцию, изготовленную из швеллеров и уголков и обшитую 3 мм листом.

В передней стенке 2 для доступа в шахту охлаждающего устройства имеется съемная дверь 1. В верхней части стенки предусмотрена ниша 3 для установки прожектора. Расположенные снаружи поручни 4 введены по просьбе локомотивных бригад и предназначены для того, чтобы держаться за них при переходе с передней на боковые площадки тепловоза.

Стенки соединены между собой уголками, швеллерами и двумя горизонтально расположенными листами, к которым приварен диффузор 7, где устанавливается вентилятор.

Плавно расширяющийся входной коллектор 9 предназначен для устранения отрыва воздушного потока от стенок диффузора, что позволяет увеличить напор, создаваемый вентилятором, и к. п. д. вентилятора. К крыше 6 каркаса приварена рамка 5 под верхние жалюзи. На уголки 12 установлен маслоохладитель гидропередачи. Уголки 10 увеличивают жесткость каркаса, кроме того, к ним крепятся уплотнения нижних коллекторов. В середине каркаса размещена опора под электродвигатель 11 (сваренная из уголков ферма.) Для защиты электродвигателя от горячего воздуха из секций опора с боковых сторон обшита листами. Одновременно эти листы служат для направления потока воздуха к вентилятору. Отверстия в нижних обшивочных листах предназначены для забора воздуха, охлаждающего электродвигатель.

Рис. 105. Каркас охлаждающего устройства:
1--дверь; 2—передняя стенка; 3 — ниша под прожектор; 4 — поручни; 5 —рамка под верхние жалюзи; 6 — крыша каркаса; 7 — диффузор; 8 — задняя стенка: 9 — входной коллектор диффузора; 10— боковые уголки; 11 — опора под электродвигатель; 12 — уголки под маслоохладитель

содержание   ..   90  91  92  93  94  95  96  97  98  99   100  ..